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NVIDIA GeForce 4

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NVIDIA GeForce 4系列
发布日期2002年
代号NV17、NV18、NV19、NV25、NV28
显卡
入门GPUMX 420、MX 440、MX 460
中端GPUMX 4000、PCX 4300、Ti 4200
高端GPUTi 4400、Ti 4600、Ti 4800 SE、Ti 4800
API支持
OpenGLOpenGL 1.2、1.4、2.0
历史
前代产品NVIDIA GeForce 3
后继产品NVIDIA GeForce FX/PCX

GeForce 4（核心代号是NV25）是NVIDIA研发的第4代绘图处理器。架构实际基于GeForce3改进而成。它拥有4条像素流水线，每条流水线包含2个材质贴图单元，即4*2架构。T&L方面，GeForce4采用了nfiniteFX II引擎，它是从GeForce3的第一代发展而成。GeForce4 Ti配备了两个顶点着色引擎，比旧的GeForce3多了一个，这表示同一时间可以处理更多顶点。这并不是全新的设计，皆因Xbox中的显核亦使用了个顶点着色引擎。纵使GeForce4架构与GeForce3分别不多，但是依然有性能提升，原因是功能的改进与微调。

GeForce4系列有三个分支，分别是高端的Ti，较低端的MX以及一款通过HSI桥接芯片来支持PCI-E接口的PCX 4300。膝上型轻便电脑方面，则推出了GeForce4 Go (NV17M)，它的架构与MX系列是相同的。三个家族都是于2002年头发布。在2002年尾，GeForce4 4200 Go (NV28M) 发布，它的架构与Ti系列是相同的。

产品特性

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顶点与像素着色引擎

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nfiniteFX II引擎是从GeForce3的第一代发展而成。这是一个可程化的顶点与像素着色引擎。

nfiniteFX II顶点着色引擎

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GeForce4 Ti配备了两个顶点着色引擎，比旧有的GeForce3多了一个。这不是一个新设计，较早时推出的XBOX，内里的显核已配备两个顶点着色引擎。两个顶点着色引擎是可以一同运作的。NV25显核能分配适当的指令予两个顶点着色引擎处理。这样可确保两个引擎正在处理不同的资料，不会造成资料重复处理，进而提升效率。总括来说，两个更先进顶点着色引擎配合NV25效高的主频，NV25可处理的顶点数目的GeForce3的三倍。

nfiniteFX II像素着色引擎

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nfiniteFX II像素着色引擎能支持Pixel Shader 1.2与1.3版本

Accuview

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一种应用在GeForce4的改良型反锯齿技术。Accuview使用了新的取样位置来改善反锯齿的质量，新技术可减少错误，性能和质量更高。另外，虽然是4XAA的质量，但性能和2XAA一样快。为此，NVIDIA称这个新反锯齿模式为“4xS”。美中不足的是此模式只支持Direct3D不支持OpenGL。

Accuview技术亦支持非等方性过滤，可以改善从前景到背景的材质质量。

LMA II

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这是GeForce4 Ti特有的显示内存控制器，GeForce3拥有的是第一代。NVIDIA改进了一些算法，令到存储器传输得更有效率，改善存储器带宽。亦改善了其像素剔除技术，剔除的过程可在显示核心内进行，不用额外占用存储器带宽。以往，在场景看不到的像素，核心依然会计算，因而浪费了其运算资源。GeForce3可以略过被遮蔽的部分，而不作运算。而GeForce4就改良了这个过程，只有通过核心的数据，才会判断是否被遮蔽，不用理会显示内存的数据，节省存储器带宽。LMA II的另一个技术是Lossless Z-Buffer Compression，能无损压缩数据，压缩比是4:1，同样是节省存储器带宽。改良了的顶点缓存，使顶点数据不会被重复传输，共享边缘的多边形是一个好好的例子。几何图形和像素缓存，使处理后的顶点和像素数据，能重复利用。双材质缓存，提升GeForce4 Ti的材质过滤性能。

LMA II亦新增了自动预先充电技术。显示内存在每一次读取时，插槽需要先充电。这个技术论通过算法，能为特定的插槽预先充电，节省读取时间。快速Z轴清除，一个在ATI Radeon时期已拥有的技术，一个场景渲染后，通过这个技术，就能快速Z轴数据清除。

nView

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所有GeForce4系列显卡都配备了两个350MHz RAMDAC及TDMS发送器，可以支持双显示输出。

GeForce4 Ti

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青云推出的GeForce4 Ti 4800显卡

GeForce4 Ti（NV25）于2002年4月发布，但是GeForce 3（NV20）的后续产品。它的架构与上一代的显示核心相似；主要的分别是更高的核心和显示内存频率。显示内存控制器亦有改良，额外增加的顶点着色器，硬件支持反锯齿，和DVD播放。[1]它亦从GeForce 2 MX继承了双显示输出。[2]GeForce4 Ti的性能和功能是完全胜过旧的GeForce 3。[1]对手ATI的Radeon 8500，性能整体上是快过GeForce 3产品线，但就被GeForce 4 Ti追过，只是价格上有优势。[1]

Ti系列原本有两个成员，Ti 4400和最高端的Ti 4600。当它们发布的话时候，NVIDIA的最重要的产品是主流级的GeForce 2 MX，中端的GeForce4 MX产品(与Ti 4400和Ti 4600同时发布)，较旧但性能依然强劲的GeForce 3(降级成为中高端显卡)。[1]NVIDIA于2002年发布了一个较平价的版本：Ti 4200。这张卡是用来取代GeForce 3 Ti系列，成为性能主流级产品，由于GeForce 4 Ti系列核心是一样的，不少厂商推出了GeForce 4 Ti 4200的超频版，性能等于GeForce 4 Ti 4600,令后者销售情况变差。而在往后的GeForce FX显卡，中端级与高阶级显核架构将绝不相同。它亦比ATi的Radeon 8500快。[3]

2002年尾，NV25核心被新推出的NV28核心取代，原因是为了支持AGP 8X。基于此核心的有三款型号：Ti 4200-8X、Ti 4800SE、Ti 4800[4]。Ti 4800的频率与Ti 4600相同，只是支持AGP 8X，在北美地区的早期名称即为Ti 4600-8X，但由于售价昂贵，该芯片只有极少数的厂商推出过，如微星，青云，eVGA，PNY和Point of View等[5]。Ti 4800SE的频率与Ti 4400相同，同样在北美地区的早期名称为Ti 4400-8X，性能稍逊于Ti 4600，相比Ti 4800倒是有很多厂商推出了相关产品。中端的Ti 4200-8X则非常畅销。直到ATi于2002年尾发布Radeon 9500 Pro，它的地位才被取代[6]。Ti 4200于DirectX 8.1的环境下，性能比低端的GeForce FX 5200和中端的FX 5600强，与中端的Radeon 9600的旗鼓相当[7][8] 。但ATi的Radeon 9700 Pro在性能和功能上，就完全击败Ti 4600[9]。

Ti系列显卡唯一的移动产品就是GeForce4 4200 Go (NV28M)，它于2002年尾发布。[10]它的功能和性能，都和以NV28为基础的Ti 4200相似，以纵使它的核心频率较低。它的性能远比Mobility Radeon 9000强，亦是NVIDIA首款支持DirectX 8的流动型显示核心。由于它原先是应用于桌面电脑，所以功秏比较大。4200与建基于MX架构的GeForce4 4x0 Go系列和Mobility Radeon 9000不同，并没有内置节能电路。这对膝上型轻便电脑制造商造成困扰，因为流动型产品讲究节能，提高电池寿命。[11]

GeForce4 MX

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GeForce4 MX 440-SE GPU
NVIDIA GeForce PCX 4300

若GeForce4的能力由GeForce4 Ti去定义，那么GeForce4 MX (NV17)就只是一个称号。很多人批评，GeForce MX的名称，误导了其真正的功能，以为是GeForce 3的低端版。发布后，人们始知道它只是GeForce 2 Ti，而显示内存控制器和抗锯齿功能则属于GF4 Ti系列、并配备两个RAMDAC。

GeForce4 MX不同GeForce4 Ti，前者并不支持可编程顶点和像素着色器。这不会影响它的运算速度，只是不支持新的Direct-X 8特效。虽然如此，它能很好的执行高端的CAD软件，在非游戏应用中，有不俗的表现。（最值得注意的例子是AutoCAD，GeForce4 MX只比Ti版本慢数个百分比，但价格就相差好几倍。）GeForce4 MX 440能轻易胜过旧的GeForce 2 Ultra和MX，而且更省电和更便宜，

MX与其余的GeForce4产品线于2002年头推出，Id Software的技术主管John Carmack担心GeForce4 MX的潜在能力。他认为若果MX显卡被广泛接受，反而会阻碍DirectX 8游戏的发展，因为MX不支持可编程顶点和像素着色器，他更劝告游戏玩家不要购买MX系列显卡。但是在2004年中，Carmack的Doom 3推出，它竟然支持GeForce4 MX；MX显示核心是唯一的核心不支持DirectX 8，却被Doom 3支持。

尽管受到游戏热心者不断的批评，GeForce4 MX依然是成功的。它的价钱比GeForce 2 MX多30%，但能提供更好的性能，所以能够玩更多游戏，正当那些游戏并不兼容GeForce 2。对一般人来说，这已是真正的GeForce4。较低端的GeForce4 Ti性能是比更旧更贵的GeForce 3差，而NVIDIA亦容许GeForce 3继续售卖。GeForce 4 MX在OEM市场尤其成功，它迅速取代GeForce 2 MX，成为最受欢迎的产品。

MX系列最原先有三个形号 - MX420、MX440和MX460。MX420用来满足低端电脑的要求，取代GeForce 2 MX100和MX200。GeForce 4 MX440用来应付OEM的大量市场，取代GeForce 2 MX和MX400。最后的形号，就是MX460，是中端市场的解决方案，并没有明确的对手。MX460的性能并不弱，所以售价并不比GeForce4 Ti4200，GeForce 3 Ti200和Radeon 8500LE/9000（即使是完整的8500）低很多。但这里每张卡都比MX460好，不论性能和对DirectX 8的支持度。最后，MX460不能在市场占一席位，所以产品失败了。

就3D性能而言，MX420的性能只比GeForce 2 MX400稍好，但就差过GeForce 2 GTS，但这不会造成问题，因为它所针对的是低端市场。与MX420最接近的对手是ATI的Radeon 7000。但实际上，它的对手更像是集成式芯片组，例如Intel的845G和NVIDIA自家的nForce 2。

而MX440的性能就合理的多，亦足以胜过它的对手 - ATI的Radeon 7500，和停止发售的GeForce 2 Ti和Ultra。ATI于2002年9月发布的Radeon 9000 Pro，性能与MX440相近，但就完整支持DirectX 8，而且单一材质填充率更高。但是，9000始终未能打破MX440在OEM市场的垄断。MX440有一个分支，名为MX440-SE。它与MX 420相似，但就增加了显示内存带宽。NVIDIA利用GeForce FX 5200去回应ATI Radeon 9000，而且FX5200更支持DirectX 9。但是，5200除了支持DirectX 9外，效应却不足以玩游戏。

视频播放方面，GeForce4 MX就支持了一个新的功能。它（不包括GeForce4 Ti）是GeForce系列，第一款支持NVIDIA VPE (video processing engine)，硬件-iDCT 和VLC (variable length code) 解码的显卡。这些功能都比之前的HDVP强得多。在MPEG-2播放中，VPE终于可以与ATI出色的影像引擎竞争。所有的GeForce4 MX系列显卡都能够对DVD播放提供硬件加速，所以入门级的它在视频播放上，比高阶Ti系列效果更好。这已不是新鲜事，因为ATi早就为其产品配备这样的功能。

与Ti系列相似，MX产品线都更新到支持AGP-8X接口，成为NV18核心。新增的两个型号是MX440-8X，它比原本的MX440稍快，使用BGA封装存储器，和MX440SE，配备较窄的显示内存总线，用来取代MX420。MX460就不再更新，在数个月前已停止推出。另一个版本是MX 4000，于2003年尾推出。它是GeForce4 MX440SE，但核心频率较快。GeForce4 MX4000代号为NV18B，用来取代MX440-8X，对手是便宜的低端Radeon9200SE。MX4000支持16MB×16bit显存架构，显卡成本更低，MX4000是当时最廉价的高容量显存低端显卡，部分支持DirectX 8.1指令。

GeForce4 Go是MX产品线的分支，与其他的GeForce 4芯片于2002年头同时发布。有三个型号，分别是420 Go，440 Go和460 Go。但是，ATI已开始反击，推出了Mobility Radeon 7500。（短寿命的4200 Go并不属于这个系列，它是Ti产品线的分支。后期更新到支持AGP 8X，有两个型号448 Go与488 Go。

GeForce PCX

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GeForce4 MX产品线于2004年仍被第三次更新，该产品同GeForce 5系列的PCI-E版一同发表，称为GeForce PCX 4300[12] - GeForce MX 4000的PCI Express版本，拥有更宽的显示内存带宽。尽管有了新的代号（NV19），但PCX 4300只是采用支持AGP的NV18核心加上HSI接桥芯片的非原生PCI-E显卡。该显卡只供OEM渠道使用，所以非常罕见。

相关条目

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参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Lal Shimpi, Anand. NVIDIA GeForce4 - NV17 and NV25 Come to Life （页面存档备份，存于互联网档案馆）, AnandTech, February 6, 2002.
  2. ^ Worobyew, Andrew. Medvedev, Alexander. NVIDIA GeForce4 Ti 4400 and GeForce4 Ti 4600 (NV25) Review （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Digit-Life, accessed May 15, 2007.
  3. ^ Freeman, Vince. NVIDIA GeForce4 Ti 4200 Review （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Sharky Extreme, April 26, 2002.
  4. ^ R., Jason.MSI GeForce4 Ti4800SE 8X VIVO Video Card （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Extreme Overclocking, March 30, 2003.
  5. ^ Neoseeker.com: MSI GF4 Ti4600 8X Review （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Tech Report, September 16, 2002.
  6. ^ Wasson, Scott. ATI's Radeon 9500 Pro graphics card: DirectX 9 goes mainstream （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Tech Report, November 27, 2002.
  7. ^ Gasior, Geoff. ATI's Radeon 9600 Pro GPU: One step forward, two steps back? （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Tech Report, April 16, 2003.
  8. ^ Gasior, Geoff. NVIDIA's GeForce FX 5200 GPU: Between capability and competence （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Tech Report, April 29, 2003.
  9. ^ Wasson, Scott. ATI's Radeon 9700 Pro graphics card: Render farm on a stick （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Tech Report, September 16, 2002.
  10. ^ GeForce4 Go （页面存档备份，存于互联网档案馆）, NVIDIA, accessed May 15, 2007.
  11. ^ Witheiler, Matthew. NVIDIA GeForce4 4200 Go: Bringing mobile gaming to new heights （页面存档备份，存于互联网档案馆）, AnandTech, November 14, 2002.
  12. ^ nVIDIA Geforce PCX 4300曝光. [2009-08-06]. （原始内容存档于2019-02-17）. 

外部链接

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